Порівняння ALTEK SC-LH1-30 vs ALTEK SD-T2L-24

— Вакуумний. У широкому сенсі вакуумними називають всі сонячні колектори, в яких використовується теплоізоляція на основі вакууму — в тому числі і плоскі моделі (див. відповідний пункт). Проте в нашому каталозі в дану категорію віднесені тільки пристрої трубчастої конструкції, що не належать до термосифонних (див. відповідний пункт) і здатні, відповідно, працювати цілий рік.

У всіх трубчастих моделях, згідно з назвою, роль поглинаючих елементів відіграють вакуумні трубки особливої конструкції, що передають сонячну енергію воді, яка знаходиться всередині, і водночас майже не випускають тепло назовні. Це забезпечує високий ККД і мінімум тепловтрат. Ще одна важлива перевага таких пристроїв перед плоскими колекторами полягає в підвищений ефективності в плані «прийому» енергії: трубки добре працюють практично при будь-якому куті падіння сонячних променів і навіть у похмуру погоду. При цьому вакуумні трубчасті колектори ще й помітно простіше в монтажі, конструкція встановлюється по частинах: спочатку рама, потім корпус-теплообмінник, потім власне трубки. А більшість моделей дають змогу при поломках змінювати тільки окремі трубки, не чіпаючи іншу конструкцію.

Якщо ж порівнювати «звичайні» вакуумні колектори з термосифонними, то даний різновид ефективніше, може використовуватися для опалення (в т.ч. в холодну пору року, за температури нижче нуля), проте складніше і коштує дорожче.

— ...ef="/ua/list/232/pr-30359/">Плоский. Відносно недорогий різновид сонячних колекторів, фактично — найпростіший різновид подібних пристроїв, масово представлений на ринку. На передній частині такого пристрою є прозоре покриття (зі спеціального скла або прозорого пластику), під ним знаходиться поглинаючий шар (абсорбер) з теплопровідною системою, а з тильного боку передбачається термоізолюючий шар (щоб уникнути витоку тепла).

Теоретично такі системи здатні нагрівати воду, яка знаходиться всередині, до температури порядку 200 °С (за відсутності циркуляції теплоносія). При невисокій вартості вони мають непогану ефективність в теплу пору року. З іншого боку, для плоских колекторів характерний низький ступінь теплоізоляції, що помітно знижує їх ефективність в осінньо-зимовий період. Існують поліпшені різновиди таких пристроїв — зокрема, пристрої, в яких замість теплоізолюючого шару використовується глибокий вакуум (не варто плутати їх з вакуумними колекторами, — див. відповідний пункт). Вони здатні працювати і за низьких температур, однак і обходяться дорожче, а фактична ефективність все одно сильно залежить від кута падіння сонячних променів.

Також відзначимо, що плоскі колектори можуть виявитися досить складними в монтажі: колектор доводиться піднімати і встановлювати цілком, що в деяких умовах викликає незручності. Та й при поломці міняти такий пристрій доводиться цілком.

— Термосифонний. Термосифонними називають специфічний різновид вакуумних колекторів (див. відповідний пункт). Інше їх назва — «сезонні» — дуже чітко відображає особливість таких пристроїв: вони розраховані на використання в теплу пору року, з весни по осінь. Взимку, за температури нижче нуля, вода в таких колекторах замерзає і вони втрачають корисність.

З одного боку, «термосифонники» менш універсальні, ніж повноцінні вакуумні моделі: вони обмежені за порою року і не можуть застосовуватися для опалення (в холодну погоду, коли опалення найбільш актуально, колектор втрачає корисність). З іншого боку, в таких пристроїв є певні переваги: вони простіше, дешевше, компактніше і легше в монтажі. Серед оптимальних варіантів застосування термосифонних систем називають літні пансіонати, дачі, готелі та інші місця, де люди знаходяться переважно влітку.

— Гібридний. Специфічний різновид обладнання, що поєднує в собі можливості сонячного колектора і фотоелектричного елемента. Фотоелемент, зазвичай, розташовується із зовнішнього боку, а під ним знаходиться власне колектор. Цікавою властивістю таких моделей є те, що при високій температурі повітря і інтенсивному сонячному освітленні вони виявляються ефективнішими у виробленні електрики, ніж традиційні сонячні батареї. Річ у тім, що фотоелементи погано переносять нагрівання до температури 50 °С і вище — їх ефективність при цьому різко падає. А в гібридному елементі сонячний колектор відіграє ще й роль системи охолодження, відводячи зайве тепло від фотоелемента і знижуючи його температуру. З іншого боку, варто відзначити, що теплова ефективність таких моделей нижче, ніж у спеціалізованих колекторів схожого розміру — значна частина сонячної енергії поглинається і розсіюється фотоелементом. Ще один недолік подібних пристроїв — висока вартість. Крім цього, потрібно враховувати, що сонячна енергетика вимагає не тільки батарей, але і складних керуючих систем, накопичувальних батарей тощо; і хоча сама енергія виходить дармовою, обладнання для її отримання також обходиться недешево. У світлі всього цього даний варіант зустрічається значно рідше, ніж інші типи сонячних колекторів.

— Відкритий. Відкритими називають колектори, які працюють без додаткового тиску в системі циркуляції води. Зазвичай, такий пристрій оснащується баком у верхній частині, в який заливається запас води; після цього вода самопливом, за дією сили тяжіння, надходить до точок водорозбору. На перший погляд, відкриті системи не дуже зручні: їх потрібно ставити вище (причому натиск буде залежати від різниці висот між колектором і точков водозабору), при цьому необхідно продумати спосіб заповнення резервуара (підвести до нього шланг з насосом), а призначення таких пристроїв обмежується гарячим водопостачанням і нагріванням басейнів. З іншого боку, подібні колектори максимально прості, недорогі, не вимагають підключення до мережі і здатні працювати навіть при повній відсутності електрики (поки є вода в баці).

Ще один варіант конструкції пристрою без бака, що працюють від циркуляційного насоса. Однак вони зустрічаються рідше, переважно серед моделей для підігріву басейнів (див. «Призначення»).

— Закритий. Закриті колектори припускають роботу під високим тиском (близько 5 – 6 бар) і розраховані на безпосереднє вбудовування в систему гарячого водопостачання. Для нагріву при цьому зазвичай використовується непрямий принцип роботи — передача тепла від води в колекторі до води в системі ГВП через спеціальний теплообмінник.

Такі пристрої помітно складніше і дорожче відкритих, причому як самі...по собі, так і в установці. Водночас вони більш універсальні й ефективні, можуть застосовуватися як для ГВП, так і для опалення. До того ж встановити обігрівач можна на будь-якій висоті — цей момент не впливає на тиск в системі, на відміну від відкритих конструкцій.

Основне застосування, на яке розрахований сонячний колектор. Відхилятися від цих рекомендацій вкрай небажано: від призначення залежать специфічні особливості конструкції і функціонування, і в «нерідною» режимі пристрій в кращому випадку виявиться неефективним, а в гіршому — може вийти з ладу і навіть призвести до аварій.

— ГВП. Застосування в системах гарячого водопостачання — класичний варіант, під який робиться абсолютна більшість сучасних сонячних колекторів. Конкретний спосіб вбудовування в систему ГВП може бути різним: зокрема, відкриті моделі використовують прямий нагрів води, закриті — непрямий (докладніше див. «Вид»). Однак хай там що, сонячний нагрів може виявитися дуже зручним для забезпечення гарячої води. Він може грати як допоміжну роль (для економії енергії при основному нагріванні або як запасний варіант на випадок відключення гарячої води), так і основну (наприклад, на заміській дачі або іншому аналогічному місці, де гарячої води немає першопочатково).

— Опалення та ГВП. Пристрої, розраховані на застосування і для гарячого водопостачання, для опалення. Про ГВП докладніше див. відповідний пункт; однак не все, описане там, справедливо для даної категорії. Для того, щоб колектор можна було ефективно вбудувати в систему опалення, він повинен відповідати певним додатковим вимогам. Насамперед, таке застосування допускається тільки для закритих пристроїв (див. «Вид») — опалю...вальний контур працює під досить високим тиском і примусовою циркуляцією, відкрита схема роботи тут непридатна. По-друге, «опалювальний» колектор повинен допускати використання цілий рік (див. «Додатково») — адже найбільш гостро питання опалення стоїть саме в холодний сезон, а працювати при низькій зовнішній температурі можуть далеко не всі моделі.

— Підігрів басейну. У цю категорію включені сонячні колектори високої продуктивності, що допускають застосування для обігріву води в басейні, а також для інших цілей, що вимагають постійного надходження великої кількості гарячої води — наприклад, роботи систем «тепла підлога» або набору ванни. Зрозуміло, вони можуть застосовуватися і в більш традиційному форматі — наприклад, для систем ГВП; проте основною спеціалізацією залишаються все ж описані завдання, пов'язані з великим споживанням нагрітої води.

Матеріал, з якого виконаний абсорбер — шар, що поглинає сонячну енергію. Це основна робоча частина колектора, від її конструкції багато в чому залежать загальні робочі властивості пристрою.

У більшості сучасних моделей, незалежно від типу, абсорбер виконується з міді зі спеціальним покриттям. Цей метал відрізняється високою теплопровідністю, завдяки чому він ефективно передає тепло на теплоносій. А покриття застосовується для того, щоб поліпшити поглинання сонячного світла, знизити його відображення і, відповідно, досягти хороших показників ККД.

Ще один варіант, що зустрічається в сонячних колекторах — алюміній. Він обходиться трохи дешевше міді, важить менше, проте поступається їй за теплопровідності і робочим характеристикам.

Загальна площа поглинаючої поверхні колектора. Для комплектів з декількома колекторами (див. «Кількість колекторів») указується площа для одного пристрою.

Зазначимо, що сенс цього показника залежить від типу колектора (див. відповідний пункт). У плоских пристроях мова йде саме про робочої площі — в розмірі поверхні, яка піддається сонячному світлу. В трубчастих моделях (вакуумних, термосифонних), де роль абсорбера грають трубки, враховується загальна площа поверхні трубок — у тому числі та, яка під час роботи знаходиться «в тіні» і не нагрівається сонцем. Для того, щоб задіяти і цю поверхню роботу, можуть застосовуватися спеціальні рефлектори, однак вони є далеко не у всіх трубчастих колекторів.

Все вищевикладене означає, що порівнювати між собою по площі абсорбера можна тільки колектори одного типу і схожої конструкції. Якщо ж говорити про такому порівнянні, то велика площа, з одного боку, забезпечує велику ефективність і швидкість нагріву, а з іншого — відповідним чином позначається на габаритах пристрою і розмірі простору, необхідному для його установки. Тут, знову ж таки, є своя специфіка, залежно від типу. Так, загальна площа плоского колектора приблизно відповідає площі робочої поверхні; вона трохи більше, але ця різниця невелика. А ось в трубчастих моделях зустрічається парадокс, коли загальна площа виходить менше площі абсорбера. Втім, в цьому немає нічого сверхьестественного, якщо врахувати особливості конструкції і виміру тієї та іншої площі.

Апертурна площа колектора; в комплектах з декількох пристроїв (див. «Кількість колекторів») вказується для одного колектора.

Апертурна площа — це, фактично, робоча площа пристрою: розмір простору, безпосередньо освітлюється сонцем. У плоских моделях (див. «Тип») цей розмір відповідає розміру скляного «вікна» на передній стороні колектора; при цьому апертурна площа зазвичай або дорівнює площі абсорбера (див. відповідний пункт), або трохи менше (через те, що краю «вікна» можуть прикривати краю поглинаючої поверхні. А ось в трубчастих колекторів (вакуумні, термосифонних) апертурна площа може вимірюватися по-різному, залежно від наявності рефлектора. Якщо він є, робоча площа дорівнює площі абсорбера, так як трубки опромінюються з усіх боків. Якщо ж рефлектор не передбачений, то апертурна площа береться як сума площ проєкцій всіх трубок; довжина проєкції при цьому відповідає довжині трубки, ширина — внутрішньому діаметру скляної колби або зовнішньому діаметру внутрішньої трубки, залежно від конструкції.

Апертурна площа — один з найбільш важливих параметрів для сучасних сонячних колекторів, саме до нього прив'язуються багато робочі характеристики. При цьому, перераховуючи ці характеристики на 1 м2 апертурної площі, можна порівнювати між собою різні моделі (в тому числі і що належать до різних типів).

Тип трубок, що використовуються в конструкції відповідного сонячного колектора — вакуумного або термосифонного (див. «Тип»).

— Коаксіальні вакуумні прямого нагріву. Найпростіший різновид вакуумних трубок: порожниста трубка з абсорбера, поміщена в вакуумну скляну колбу. Така колба має подвійні стінки, між якими знаходиться вакуум, що забезпечує необхідний ступінь теплоізоляції. А термін «прямий нагрів» означає, що теплоносій (вода) циркулює безпосередньо у внутрішній трубці, отримуючи тепло за рахунок контакту зі стінками з абсорбера.

Головними перевагами трубок прямого нагріву є простота і невисока вартість. Вважається, що вони слабо підходять для «цілорічних» колекторів, проте сучасні технології дають змогу забезпечувати дуже високий ступінь теплоізоляції, завдяки чому на сучасному ринку є і всесезонні системи цього типу. Аналогічна ситуація і з застосуванням в закритих системах (див. «Вид»): елементи прямого нагріву дещо гірше підходять для такого застосування, ніж більш прогресивні вакуумні трубки (на зразок heat pipe), однак, крім відкритих, існують і закриті колектори з прямим нагрівом. Однак недоліком даного варіанта в будь-якому разі є порівняно невисока ефективність.

— Коаксіальні вакуумні heat pipe. Вакуумні трубки, що використовують передачу енергії за рахунок системи т.зв. теплових трубок — heat pipe. Зовнішня оболонка в такому елементі скляна, з подвійними стінками і вакуумом між н...ими (за принципом термоса) а ось внутрішня частина якраз і являє собою теплову трубку — герметичну колбу (зазвичай мідну), заповнену спеціальною рідиною-теплоносієм з низькою температурою випаровування. Верхня частина цієї трубки виведена в маніфолд (корпус-теплообмінник), вона має збільшені розміри і відіграє роль радіатора. Працює вся система наступним чином: сонячне світло нагріває теплову трубку, пари теплоносія піднімаються в її верхню частину, де конденсуються і через стінки радіатора передають тепло воді, що рухається по маніфолду. Конденсат стікає назад в нижню частину теплової трубки, після чого процес повторюється.

Коаксіальні трубки з heat pipe складніше за конструкцією, ніж системи прямого нагріву, і, закономірно, обходяться дорожче. З іншого боку, вони більш ефективні, можуть без обмежень застосовуватися у високонапірних закритих колекторах, а також всесезонних системах. Крім того, пристрої з таким принципом роботи прості в ремонті: при поломці однієї із трубок не потрібно міняти весь колектор — досить замінити саму трубку. Це не викликає особливих труднощів і може здійснюватися прямо на місці установки, без демонтажу всієї конструкції.

— Коаксіальні вакуумні U-type. Вакуумні трубки, оснащені U-подібними теплообмінниками. Такий теплообмінник має вигляд тонкого трубопроводу, що проходить від корпусу-маніфолда по всій довжині трубки і назад; трубопровід по формі зазвичай нагадує букву U, звідси і назва. Сам маніфолд, зазвичай, робиться двотрубним: по одній трубі в колектор надходить холодна вода (до неї підключені входи U-подібних теплообмінників), з іншого — відводиться нагріта (до неї підключені виходи теплообмінників).

Подібна конструкція дозволяє досягти досить високих показників ефективності у поєднанні з відмінною теплоізоляцією: вода не контактує безпосередньо зі стінками абсорбера, що особливо важливо при використанні в холодну погоду. Та й з застосуванням трубок U-type в закритих колекторах (див. «Вид») теж не виникає жодних проблем. З недоліків, крім досить високої вартості, можна назвати високий гідродинамічний опір і чутливість до забруднень, що висуває підвищені вимоги до характеристик насоса і чистоти теплоносія. Крім того, подібні колектори складні в ремонті: трубки і маніфолд являють собою єдине ціле, і для виправлення неполадок нерідко доводиться знімати з даху всю конструкцію, тай й замінити окрему трубку неможливо. — Пір'яні вакуумні. Пір'яні вакуумні трубки являють собою своєрідну модифікацію систем heat-pipe (див. відповідний пункт). У них heat-pipe розміщується не у внутрішній трубці, а на плоскому абсорбері, і вся ця конструкція встановлена всередині скляної колби, з якої відкачано повітря. Пір'яні системи відрізняються високою ефективністю завдяки тому, що абсорбер не гріє повітря всередині колби, а передає практично всю енергію на теплоносій; однак і коштують вони недешево. Крім того, такі системи досить складні в монтажі, а при виході трубки з ладу її неминуче доведеться міняти цілком (хоча з самої заміною проблем зазвичай не виникає). Також варто відзначити, що пір'яні трубки сильніше залежать від кута падіння світла, ніж рішення з традиційним круглим абсорбером.

Загальна кількість трубок, передбачене в конструкції відповідного колектора (вакуумного або термосифонного, див. «Тип»).

Цей параметр багато в чому залежить від площі пристрої: для великого колектора і трубок потрібно більше. Втім, жорсткої залежності тут немає, пристрої схожого розміру можуть розрізнятися за кількістю трубок. Загалом даний параметр є досить специфічним, він використовується в деяких формулах розрахунку необхідної потужності колектора.

Коефіцієнт корисної дії сонячного колектора.

Першопочатково термін «ККД» позначає характеристику, що описує загальну ефективність роботи пристрою — простіше кажучи, цей коефіцієнт вказує, яка частина від надходить на пристрій енергії (в даному разі — сонячної) йде на корисну роботу (в даному випадку — нагрівання теплоносія). Однак варто зазначити, що у випадку сонячних колекторів фактичний ККД залежить не тільки від властивостей самого пристрою, але і від оточуючих умов і деяких особливостей роботи. Тому в характеристиках зазвичай вказують максимальне значення цього параметра — т. зв. оптичний коефіцієнт корисної дії, або «ККД при нульових теплових втратах». Він позначається символом η₀ і залежить виключно від властивостей самого приладу — а саме коефіцієнта поглинання абсорбера α, коефіцієнта прозорості скла t і ефективність передачі тепла від абсорбера до теплоносія Fr. Зі свого боку, реальний ККД (η) обчислюється для кожної конкретної ситуації за спеціальною формулою, яка враховує різницю температур всередині і зовні колектора, щільність надходить на пристрій сонячного випромінювання, а також спеціальні коефіцієнти тепловтрат k1 і k2. Цей показник в будь-якому разі буде нижче максимального — як мінімум тому, що температури всередині і зовні пристрої неминуче будуть різними (а чим вище ця різниця — тим вище тепловтрати).

Тим не менш, оцінювати характеристики сонячного колектора і порівнювати його з іншими моделями найзручніше саме по максимальному ККД: у...тих же практичних умовах (і при однакових значеннях коефіцієнтів k1 і k2) пристрій з більш високим ККД буде більш ефективним, ніж пристрій з більш низьким.

Загалом більш високі значення ККД дають змогу добитися відповідної ефективності, притому що площа колектора може бути порівняно невеликою (що, відповідно, позитивно позначається також на габаритах і ціною). Особливо цей параметр важливий у тому випадку, якщо пристрій планується використати в холодну пору року, в місцевості з «похмурим» кліматом і порівняно невеликою кількістю сонячного світла, або якщо місця під колектор трохи і використовувати пристрій великої площі не можна. З іншого боку, для підвищення ККД потрібні специфічні конструктивні рішення — а вони як раз ускладнюють і здорожують конструкцію. Тому при виборі за цим показником варто враховувати особливості застосування колектора. Наприклад, якщо пристрій купується для дачі в південному регіоні, де планується бувати тільки влітку, води потрібно відносно небагато і з сонячною погодою проблем немає — на ККД можна не звертати особливої уваги.